應(yīng)用3D-Slicer軟件指導(dǎo)腦膜瘤術(shù)前計(jì)劃及鈦網(wǎng)塑形1例報告

霍貴通 謝國強(qiáng) 曹玉福 束旭俊

(1邢臺市巨鹿縣醫(yī)院神經(jīng)外科，河北 邢臺 055250; 2陜西省核工業(yè)215醫(yī)院神經(jīng)外科，陜西 咸陽 712000; 3鶴崗市人民醫(yī)院神經(jīng)外科，黑龍江 鶴崗 154100; 4解放軍第82醫(yī)院神經(jīng)外科，江蘇 淮安 223001)

腦膜瘤是顱內(nèi)比較常見的一種腫瘤，多好發(fā)于大腦凸面、矢狀竇旁、顱底、大腦鐮旁等部位[1-2]。而位于大腦凸面者多因腫瘤侵蝕，伴有局限性骨質(zhì)增生性改變，為防術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)，術(shù)中往往需要切除部分顱骨[3]，導(dǎo)致局部顱骨缺損，待病情穩(wěn)定后二期行鈦網(wǎng)修補(bǔ)手術(shù)。筆者對1例大腦凸面腦膜瘤術(shù)前應(yīng)用3D-Slicer軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography, CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)、磁共振血管成像(magnetic resonance angiography, MRA)等數(shù)據(jù)多參數(shù)融合，進(jìn)而指導(dǎo)腦膜瘤術(shù)前計(jì)劃制定，確定顱骨切除范圍，并預(yù)先塑形鈦網(wǎng)行一期顱骨修補(bǔ)，取得較好效果，現(xiàn)報道如下。

患者，女，55歲，因頭痛一月余于2017年5月19日入院。查體：意識清楚，雙側(cè)瞳孔等大等圓，直徑約3 mm，光反應(yīng)靈敏，余神經(jīng)系統(tǒng)查體未見明顯異常。頭顱CT平掃和MRI強(qiáng)化掃描(圖1)提示：右側(cè)額顳部腦膜瘤，局部鈣化，可被不均勻強(qiáng)化，并額顳部局部顱骨增生明顯。術(shù)前運(yùn)行3D-Slicer軟件，將CT、MRI、MRA多參數(shù)融合并三維重建，顯示腦膜瘤與血管關(guān)系(圖2C)，并精確設(shè)計(jì)預(yù)切除骨瓣大小(圖2A)，進(jìn)而根據(jù)顱骨缺損情況，個體化制作三維鈦網(wǎng)[4](圖2B)。術(shù)中利用微型投影儀實(shí)現(xiàn)簡易增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(圖2D)，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)骨瓣大小，指導(dǎo)術(shù)中切除局部顱骨(圖3A)。腫瘤及局部硬腦膜、顱骨順利去除后，應(yīng)用術(shù)前制作鈦網(wǎng)進(jìn)行顱骨修補(bǔ)，可見鈦網(wǎng)與顱骨缺損區(qū)域貼合滿意(圖3B)。將術(shù)后復(fù)查頭顱CT骨窗觀察和把CT數(shù)據(jù)再次導(dǎo)入3D-Slicer軟件進(jìn)行三維重建(圖3C、4)，進(jìn)一步證實(shí)術(shù)前塑形鈦網(wǎng)與骨窗大小較吻合。術(shù)后病理結(jié)果：(右側(cè)額顳)非典型腦膜瘤，局灶見大量砂礫體形成，腫瘤侵及顱骨組織，相當(dāng)于WHO I級。免疫組化結(jié)果：波形蛋白(vimentin)(+)、上皮膜抗原(epithelial membrane antigen, EMA)局灶(+)、廣譜角蛋白[pan cytokeration(AE1/AE3)](-)、神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein, GFAP)(-)、內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)記(CD34)血管(+)、可溶性蛋白(S100)腫瘤組織(-)、角蛋白(CK)19(-)、角蛋白(CK)20(-)、Ki-67陽性指數(shù)5%(圖3D)。

討論：對于顱內(nèi)侵蝕顱骨的腫瘤或顱骨本身較大腫瘤，如顱骨骨瘤、軟骨瘤等，為提高腫瘤切除程度及降低術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)幾率，多需切除部分顱骨，致使局部顱骨缺損[5]。其中缺損面積較大者，往往需要一期行顱骨修補(bǔ)手術(shù)。本例患者腦膜瘤位于右側(cè)額顳部，右側(cè)額顳骨局部明顯受侵蝕增厚，且范圍較大。切除部分顱骨后缺損面積較大，明確需要行顱骨修補(bǔ)手術(shù)，以恢復(fù)正常顱腦解剖結(jié)構(gòu)[6]。以往顱骨修補(bǔ)材料多為普通二維鈦網(wǎng)，術(shù)者根據(jù)術(shù)中骨窗具體情況經(jīng)驗(yàn)性手工修整鈦網(wǎng)，美觀性難以保證，且費(fèi)時費(fèi)力[7]。一旦鈦網(wǎng)弧度不合適，周圍鈦釘所受應(yīng)力較大，較容易造成術(shù)后鈦釘松動、脫落等并發(fā)癥，需要二次手術(shù)[8]。而對于形狀較復(fù)雜的局部顱骨缺損，術(shù)中手工塑形鈦網(wǎng)難度較大，往往需要根據(jù)術(shù)中顱骨缺損情況，術(shù)后進(jìn)行電腦三維數(shù)字化鈦網(wǎng)塑形，二期行顱骨修補(bǔ)手術(shù)。不僅增加了患者二次手術(shù)的痛苦，也在一定程度上加重了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

圖1 術(shù)前影像檢查結(jié)果

術(shù)前頭顱強(qiáng)化MRI，白色實(shí)箭頭：腫瘤位于右側(cè)額顳部，基底較寬，強(qiáng)化不均勻；白色虛箭頭：腫瘤侵犯顱骨

圖2 術(shù)前鈦網(wǎng)制備及手術(shù)規(guī)劃

A：白色箭頭：3D-Slicer術(shù)前模擬切除顱骨范圍；B：計(jì)算機(jī)依據(jù)術(shù)前計(jì)劃塑形三維數(shù)字化鈦網(wǎng)；C：腫瘤、血管及定位維生素E膠丸重建，黑色箭頭示定位用維生素膠丸，綠色箭頭示腫瘤，黑色虛線箭頭示腦膜中動脈分支，藍(lán)色箭頭示腦膜中動脈；D：術(shù)前應(yīng)用微型投影儀實(shí)現(xiàn)簡易增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，確定頭皮切口及切除顱骨范圍

圖3 手術(shù)情況

A：去除受侵犯顱骨，可見腫瘤部分突破硬膜(黑色箭頭)；B：術(shù)中所見鈦網(wǎng)與顱骨貼合滿意；C：術(shù)后頭顱CT三維重建可見鈦網(wǎng)顱骨貼合滿意；D：術(shù)后病理報告：非典型腦膜瘤，局灶見大量砂礫體形成，腫瘤侵及顱骨組織(HE染色，×20)

圖4 術(shù)后影像檢查

術(shù)后頭顱CT顯示鈦網(wǎng)與顱骨貼合滿意

3D-Slicer軟件是由哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院聯(lián)合開發(fā)的免費(fèi)開源的三維可視化醫(yī)學(xué)圖像處理、信息分析平臺，功能強(qiáng)大且支持功能擴(kuò)展和改進(jìn)[9]。筆者根據(jù)患者術(shù)前CT、MRI及MRA，運(yùn)用3D-Slicer軟件進(jìn)行多參數(shù)融合及三維重建，可以清楚顯示腫瘤組織與腦膜中動脈解剖關(guān)系及周圍血供情況，避免術(shù)中血管損傷。同時根據(jù)顱骨受腫瘤侵蝕情況，術(shù)前明確勾畫出預(yù)切除顱骨范圍，即“模擬局部顱骨切除”。將去除部分顱骨的數(shù)據(jù)再次保存，成為“顱骨缺損”病例，從而為鈦網(wǎng)三維數(shù)字化塑形提供了客觀數(shù)據(jù)支持。術(shù)中通過微型投影儀實(shí)現(xiàn)簡易增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，依據(jù)術(shù)前制定計(jì)劃去除受侵蝕部分顱骨。進(jìn)而在保證三維數(shù)字化鈦網(wǎng)與顱骨缺損準(zhǔn)確匹配的基礎(chǔ)上，使受侵蝕部分顱骨切除及顱骨修補(bǔ)手術(shù)一次性完成，完全避免了患者需經(jīng)受二次修補(bǔ)手術(shù)的痛苦，大幅度降低了患者的住院花費(fèi)。

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